硼氮共掺杂壳聚糖基活性炭及其制备方法

摘要

本发明提供了用生物质基制备硼氮共掺杂活性炭。一种硼氮共掺杂壳聚糖基活性炭，以壳聚糖和硼酸为原料，活性炭中的硼含量为1~3wt%，氮含量为4.1~9.2wt%，比表面积为500~1000m²/g，孔径分布为0.46~2nm。本发明壳聚糖基硼氮共掺杂活性炭是以壳聚糖和硼酸为原料，通过共热解制备得到。本发明方法通过质子化壳聚糖与硼酸的相互作用提高了碳源中硼的结合量及硼在碳源中的分散程度，利用共热解得到壳聚糖基硼氮共掺杂的活性炭。本发明实现了不消耗强酸强碱制备活性炭的环境友好的工艺，避免了传统活性炭制备过程中使用大量活化剂和水这一成本高且环境不友好的工序。同时，本发明制备壳聚糖基硼氮共掺杂活性炭具有耗时短，制备工艺简单，设备简单易得等优点。

主权项

一种硼氮共掺杂壳聚糖基活性炭，以壳聚糖和硼酸为原料，活性炭中的硼含量为1~3 wt%，氮含量为4.1~9.2 wt%，比表面积为500 ~ 1000 m²/g，孔径分布为0.46 ~ 2 nm，并按照下述制备方法制得，具体步骤如下： 1）质子化壳聚糖：以每克壳聚糖加入2‑5 mL去离子水的比例，向壳聚糖粉末中加入去离子水，搅拌5分钟；然后以每克壳聚糖加入0.001‑0.05摩尔盐酸的比例加入物质量浓度为0.1‑1 mol/L的盐酸，室温下搅拌5‑90分钟得到质子化壳聚糖；2）质子化壳聚糖与硼酸相互作用：以硼酸与壳聚糖质量比为0.25‑10的比例将质子化壳聚糖加入到硼酸水溶液中，搅拌30‑720分钟，得到质子化壳聚糖硼酸混合物；3）惰性气体下高温热解壳聚糖硼酸混合物：将步骤2得到的混合物在惰性气体下以1 ‑10 °C/min的速度升温至700‑1000°C，恒温1‑5小时，恒温结束后自然降到室温得热解产物； 4） 热解产物研磨并过300‑500目筛子除去大颗粒物质，然后经沸水煮沸90‑240分钟，抽滤得到滤饼，真空干燥12小时得到硼氮共掺杂壳聚糖基活性炭。